Phenol, Iron(III), and Thiosulfate - Part 10
Фенол, железо (III) и тиосульфат - Часть 10

As we have already seen, a characteristic property of phenol and its analogues is their ability to form complexes with iron(III) salts. These complexes are relatively stable but are oxidized by atmospheric oxygen and easily destroyed by acids and alkalis. On the other hand, the iron(III) cation forms an unstable complex with thiosulfate, which quickly decomposes as a result of the reduction of Fe(III) by thiosulfate.

This led to the idea of combining these two systems: one cation - iron(III) - and two ligands - phenol and thiosulfate. What would the result be? Of course, I had some expectations, but an experiment was needed to test them.

I weighed 0.5 g of phenol and dissolved it in 500 mL of distilled water. I placed the beaker on a magnetic stirrer and turned on vigorous stirring. Then I began adding a nearly saturated solution of iron(III) chloride drop by drop. The very first drop produced a violet color that gradually intensified. When the solution turned dark violet, I stopped adding iron(III). The color of the solution remained stable over time.

Next, I added an excess of saturated sodium thiosulfate solution to the beaker. The solution turned dark purple due to the formation of a complex of Fe(III) with thiosulfate. The reaction mixture then slowly began to fade as the complex decomposed. After a few minutes, the solution became light yellow.

In the absence of phenol, the decolorization of the iron-thiosulfate complex took tens of seconds, but with the addition of copper(III) sulfate, the colored complex decomposed in just a few seconds [1]. In the presence of phenol, however, the disappearance of the purple iron(III)-phenol complex color was significantly slower. Thus, phenol has a stabilizing effect on the complex.

After the solution turned pale, I added solid phenol to the reaction mixture. The violet color of the iron-phenol complex did not reappear.

__________________________________________________
¹ The article Reaction of Sodium Thiosulfate with Iron(III) Salts [link].

Photos/Video

Фенол, железо (III) и тиосульфат - Часть 10

Как мы уже убедились, характерным свойством фенола и его аналогов является образование комплексов с солями железа (III). Данные комплексы относительно стабильны, однако они окисляется кислородом воздуха, легко разрушается кислотами и щелочами. С другой стороны, катион железа (III) образует неустойчивый комплекс с тиосульфатом, который быстро разлагается за счет восстановления Fe(III) тиосульфатом.

Возникла мысль объединить эти две системы: один катион - железо (III) и одновременно два лиганда - фенол и тиосульфат. Какой будет результат? Разумеется, у меня были предположения, но для их проверки необходимо было провести эксперимент.

Взвесил 0.5 г фенола и растворил его в 500 мл дистиллированной воды, поставил стакан на магнитную мешалку, включив активное перемешивание. По капле стал добавлять раствор хлорида железа (III), близкий к насыщенному. От первой же капли появилась фиолетовая окраска, которая далее усиливалась. Когда раствор приобрел темно-фиолетовый цвет, прекратил добавление железа (III). Фиолетовая окраска раствора была стабильна во времени.

Добавил в стакан избыток насыщенного раствора тиосульфата натрия. Раствор окрасился в темно-пурпурный цвет за счет образования комплекса Fe(III) с тиосульфатом. Затем реакционная смесь стала медленно бледнеть по мере разложения комплекса. Через несколько минут раствор стал светло-желтым.

В отсутствии фенола процесс обесцвечивания раствора комплекса железо-тиосульфат занимал десятки секунд, а при добавлении сульфата меди (III) окрашенный комплекс разрушался всего за несколько секунд [1]. В присутствии фенола исчезновение окраски пурпурного комплекса железа (III) с фенолом существенно замедлилось. Таким образом, фенол оказывает стабилизирующее действие на комплекс.

После того, как раствор побледнел, добавил в реакционную смесь твердый фенол. Фиолетовая окраска комплекса железо-фенол на этот раз не появилась.

Download the Video (129 Mb, .avi )

[ Iron, cobalt, nickel, manganese, rhenium - pt.2 ]

Iron, its Compounds and Alloys - Discussion on the forum
Chemistry of Complex Compounds; Chelates - Discussion on the forum
[Submit a Comment / Error Message - Отправить Комментарий / Сообщение об ошибке]